Development of a framework for controlling aquatic ecosystem dynamics using host-parasite systems as a model system

使用宿主-寄生虫系统作为模型系统来控制水生生态系统动态的框架的开发

• 批准号: 20H03323
• 负责人: 潮 雅之
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Ryukoku University (2023)Kyoto University (2020-2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03323/
• 关键词: 生態系制御; 宿主-寄生者系; 非線形時系列解析; ツボカビ

本研究プロジェクトでは、網羅的な生物群集時系列データと先進的な非線形時系列解析手法を利用して、複雑な野外生態系動態の予測と制御を可能にする枠組みを構築することを目的としている。１年目の2020年度にすでに取得済みの生物群集時系列データを解析して、制御対象となる生物（ツボカビと藻類）の間の野外環境における因果関係の検出を行った。２年目の2021年度には、野外圃場に人工水田を設置して、生物群集を定着させ、そこから複数種のツボカビの単離・培養に成功した。具体的には、2021年5-6月に過去に行われた実験と同様に、野外圃場に約1m×1mの小型実験水田を設置した。実験水田内にはイネを植えて過去の実験を再現した。実験水田内で生物群集が定着するのを待ち、6-7月にかけて田面水のサンプリングを行った。サンプリングした田面水は横浜国立大学に輸送され、ツボカビの単離培養を試みた。その結果、4株のツボカビの単離培養に成功した。培養されたツボカビはインキュベーターで保持され、2022年度の操作実験に利用予定である。また、操作実験の経過を効率的にモニタリングするために、野外環境における生物群集のモニタリングを迅速化・簡便化するための技術開発も同時に進め、実験手法・データ解析手法両面における進展が見られた。実験手法では環境DNAメタバーコーディングのためのシーケンス用DNAライブラリの構築のための迅速化プロトコルの開発に成功した。データ解析では、特定の分類群の生物が既存のユニバーサルプライマーで増幅可能かどうかを迅速に判定するためのデータ解析パイプラインを構築し、Rパッケージとして公開した。また、生態系動態の制御に資する可能性を秘めた新規な時系列解析法を提案した。成果発表としては、査読付き論文2本・査読なしプレプリント論文2本を発表し、招待講演4件を行った。

This study aims to explore the use of advanced nonlinear time series analysis methods for predicting and controlling the dynamics of wild ecosystems. In 2020, we will analyze and control the causal relationship between the biological community and the field environment. In 2021, the artificial paddy field in the field was set up, and the biological community was established and cultivated successfully. The specific date is May-June 2021. In the past, about 1m×1m small paddy fields were set up in the field. In the past, the rice field was planted. In June and July, the biological community in the paddy field is still waiting for the arrival of the plant. In addition to the above, it is also possible to conduct research and development in the field of environmental protection. The results showed that 4 strains were successfully cultured. The training period is scheduled to be held in 2022. The technical development of biological communities in the field environment has been accelerated and simplified, and progress has been made in the field analysis of biological communities. The rapid development of DNA extraction technology for environmental DNA extraction was successful. For example, if a specific taxon is present, it may be possible to quickly determine whether the taxon is present. A new method for analyzing the possibility of controlling ecosystem dynamics is proposed. 2 papers were published and 4 lectures were delivered.

项目成果

Morphology, ultrastructure, and molecular phylogeny of Aphelidium collabens sp. nov. (Aphelidia), a parasitoid of a green alga Coccomyxa sp.

Aphelidium collabens sp. 的形态学、超微结构和分子系统发育。

• DOI: 10.1016/j.protis.2020.125728
• 发表时间: 2020
• 期刊: Protist
• 影响因子: 2.5
• 作者: Kensuke Seto;Toshihiro Matsuzawa;Hitoshi Kuno;Maiko Kagami
• 通讯作者: Maiko Kagami

環境DNAメタバーコーディングのライブラリ調整迅速化・省力化に向けて

实现更快、更省力的环境 DNA 元条形码文库制备

• 发表时间: 2021
• 作者: 菅生 優;斉藤 圭亮;石北 央;伊野波佳介・栗原晴子・銘苅海星・磯村尚子;中川聡;潮雅之
• 通讯作者: 潮雅之

藻類にとりつく様々な菌類たち：宿主寄生者関係と生態系への影響

附着在藻类上的各种真菌：宿主-寄生虫关系及其对生态系统的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshihiro Nakagawa;Toru Maeda;Akira Uchiyama;Teruo Higashino;青山一真;鏡味麻衣子
• 通讯作者: 鏡味麻衣子

Netherlands Institute of Ecology(オランダ)

荷兰生态研究所（荷兰）

テトラヒメナ個体群が持つ情報処理能力の定量化とその利用

四膜虫种群信息处理能力的量化及其利用

• 发表时间: 2022
• 作者: Tan Ee Suan;Hamazato Hirono;Ishii Takahiro;Taira Kenshiro;Takeuchi Yuki;Takekata Hiroki;Isomura Naoko;Takemura Akihiro;潮雅之
• 通讯作者: 潮雅之